تتصرف العديد من الأشياء في الطبيعة بطرق يمكن التنبؤ بها إلى حد ما ، وتتيح لك القدرة على التنبؤ إجراء تخمينات مستنيرة حول العالم من حولك. على سبيل المثال ، يمكنك عمل تنبؤات حول درجة الحرارة وتأثيرها على الأشياء: تتمدد الحرارة ، وتتقلص البرودة. شاهد كعكة في الفرن ، على سبيل المثال ، وستلاحظ أنها تتمدد مع ارتفاع درجة حرارة الخليط. ومع ذلك ، من الغريب أن الشريط المطاطي يفعل العكس ، حيث يتقلص عندما يكون دافئًا.
انكماش غير متوقع
إذا قمت بتسخين شريط مطاطي بمجفف شعر ، فستلاحظ أنه يتقلص. يتقلص بسبب الخصائص الجزيئية غير العادية للمطاط. تصبح الأربطة المطاطية أكثر هشاشة عندما تكون ساخنة - وهو شيء قد تربطه بالبرد لأنك رأيت الجليد يتكسر عندما يصطدم به شيء صلب.
الجزيئات والحركة
تتكون العديد من الأشياء اليومية ، بما في ذلك الأربطة المطاطية ، من جزيئات. الجزيئات عبارة عن جزيئات صغيرة تتكون من ذرات. في المواد الصلبة مثل المطاط ، تتلاءم الجزيئات عادةً معًا في شكل مجموعة واحدة. يتكون الشريط المطاطي من ملايين جزيئات المطاط مرتبة في شريط ومتصلة عند كلا الطرفين. تتأثر الجزيئات بدرجة الحرارة ، وتهتز وتتصارع بشكل أسرع مع مزيد من الحرارة وأبطأ عند البرودة.
مطاط بدرجة حرارة الغرفة
في درجة حرارة الغرفة ، يعود الشريط المطاطي إلى الخلف بسبب خصائصه الجزيئية المرنة. تمتد الخيوط التي يتكون منها الشريط المطاطي ، لكن القوى الموجودة في جزيئات المطاط تسحبها إلى شكلها الأصلي. عند الاسترخاء ، تتدحرج الخيوط إلى كرات صغيرة متشابكة. عند التمدد ، تستقيم الخيوط.
آثار الحرارة
إذا تصرف المطاط مثل المواد الأخرى عندما يكون دافئًا ، فسيتمدد. ومع ذلك ، بسبب ترتيب جزيئات المطاط ، يصبح الشريط أصغر. تسخينها "يفك" الكرات المتشابكة ، مما يجعل الجزيئات أقل تكتلًا وأكثر شبهاً بالخيوط. في هذا الشكل ، تشغل الجزيئات مساحة أقل ويتقلص الشريط المطاطي.
آثار البرد
والعكس صحيح أيضا. إذا قمت بتبريد الشريط المطاطي ، فإنه يصبح أكثر تمددًا ويتمدد قليلاً. وذلك لأن الجزيئات تنظم في شكل تمدد أكثر كفاءة. لأن الجزيئات أكثر صلابة وتنظيمًا ، فهي أقوى.